Le diamagnétisme pour les nuls

[invitee8534f39]

Salut!

J'ai un problème depuis une semaine ou plus avec un professeur de physique. Il me défie de pouvoir un jour quelconque de comprendre ce que c'est que le diamagnétisme ou encore le paramagnétisme. Il me dit qu'il m'est impossible de comprendre un jour ce que c'est, quoi que je fasse. Il joue sur le fait que, chaque notion est basée sur une autre et qu'il me serait impossible de mettre un jour un lien entre ces notions ou même de les mettre en ordre.

Donc, quelqu'un pourrait me faire une liste chronologique des notions à savoir, du plus basique jusqu'au diamagnétisme pour que je puisse faire des recherches ordonnées?

Merci d'avance.

P.S.: mon niveau est bac expérimental.
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[invitee8534f39]

Salut!
Je fais une première tentative:
On dit que tous les électrons de la molécule doivent être appareillés, c'est-à-dire être en couple pour que la chose soit paramagnétique. La molécule lorsqu'elle a un seul électron célibataire est plutôt diamagnétique.
Je vois que c'est facile à déterminer avec les atomes.

_ L'atome de l'oxigène a l'air d'être paramagnétique, puisqu'il a 8 électrons.

_ L'atome de l'hydrogène est plutôt diamagnétique, puisqu'il a un seul électron.

_ La molécule de l'oxigène a 16 électrons, c'est un nombre pair, donc elle serait paramagnétique, puisqu'on peut avoir deux électrons à chaque niveau. Niveau X: 2, niveau Y: 2, niveau Z: 2 et ainsi de suite...

_ La molécule de l'eau a l'air diamagnétique, puisque chaque électron de l'hidrogène va s'associer avec un de l'oxigène. Chaque atome de l'oxigène vont lui rester 7 électrons libres, donc un nombre impair, donc la molécule de l'eau est diamagnétique dans son ensemble.

Corrigez-moi, svp.

[jeanne08]

I interprétation simple , classique et très imparfaite ! :

- Un électron est une charge qui tourne sur elle même ( cette rotation est liée au spin ) donc c'est un petit aimant .
- Les électrons sont appariés lorsqu'ils sont deux dans une case quantique et les spins sont opposés donc le doublet ne se comporte pas comme un aimant
- Une substance formée de molécules n'ayant pas d'électrons célibataires est diamagnétique . Placée dans un champ magnétique le mouvement des électrons y est perturbé et il s'y crée une petite aimantation induite oppsée au champ appliqué
- Une substance qui a un ou plusieurs électrons célibataires est paramagnétique : placée dans un champ magnétique il va y avoir une petite aimantation induite comme dans la substance diamagnétique mais il va y avoir un nouveau phénomène : les petits aimants ( électrons célibataires ) vont avoir tendance ce à s'orienter et il se crée une aimantation dans le sens du champ .
- il existe d'autres phénomènes comme le ferromagnétisme .... mais cela me semble hors sujet pour l'instant

la molécule d'eau a tous ses électrons appariés : elle est diamagnétique
la molécule H2 a ses électrons appariés : elle est diamagnétique
l'atome H est paramagnétique
la molécule O2 est paramagnétique car il y a deux électrons celibataires , le schéma habituel ne montre pas cela ....( c'est l'exemple à ne pas prendre ! )

[invitee8534f39]

Merci beaucoup pour les explications.
J'ai bien compris tout ce que vous m'aviez dit. Mais, le hic est comment passer à l'application.
Le prof en question lorsque je lui donne ces mêmes explications, il me dit que je dois passer au test.
Son test consiste à me proposer une matière et de lui prouver que c'est diamagnétique ou paramagnétique avec une explication détaillée que je dois lui fournir, quelle que soit la matière qu'il me propose (cuivre, aluminium, etc).
Que dois-je maîtriser pour réussir son test?
Suis-je obligé de passer par le diagramme énergétique que je maîtrise mal?
Que dois-je connaître exactement de chaque molécule pour déterminer si elle est diamagnétique ou para? Est-ce que la connaissance du nombre des électrons et des atomes la constituant me suffit? Ou dois-je fatalement passer à l'étude de la nature des liaisons qui unissent les composantes de la molécule?
Merci d'avance pour votre soutien.

[A voir en vidéo sur Futura]

[jeanne08]

- pour prévoir le magnétisme d'une substance il faut regarder la présence éventuelle d'électrons non appariés .... dans les édifices qui constituent la substance donc il est necessaire de tenir compte de la mise en commun d'électrons lorsque les atomes sont liés ( donc on ne regarde pas les atomes seuls)
- de quels diagrammes énergetiques parles tu ?
- il y des pièges comme la molécule de dioxygène
- la presence d'électrons célibataires dans édifices qui constituent certains solides entrainent parfois d'autres phénomènes comme le ferromagnétisme .... etc ...
- le comportement d'une substance diamagnétique n'est pas le même que celui d'une substance paramagnétique dans un champ NON UNIFORME ... il faut regarder cela dans un bouquins de physique